Sw-motors.ru

Автомобильный журнал
1 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Привет студент

Привет студент

Конструкция основных элементов авиационного поршневого ДВС

Конструкция основных элементов двигателя

К основным элементам конструкции авиационного поршневого Двигателя относятся: цилиндры, поршни, шатуны, коленчатый вал, редуктор, механизм газораспределения, нагнетатель и картер.

Цилиндр двигателя, представляющий собой рабочую камеру, состоит из головки и гильзы (рис. 92), соединенных с помощью резьбы. Для лучшего oxлаждения цилиндра на головке и гильзе выполняется оребрение, что значительно увеличивает площадь поверхности отвода тепла.

В головке цилиндра имеются отверстия под впускной и выпускной клапаны.

Внутренняя поверхность гильзы цилиндра, называемая зеркалом цилиндра, тщательно обработана и отполирована. Крепление цилиндра к картеру осуществляется с помощью фланца, выполненного в нижней части гильзы.

Восприятие давления газов в цилиндре осуществляется поршнем. Дальнейшая передача сил газа на коленчатый вал происходит через шатун. Поршень (рис. 93) выполняется полым и имеет поперечное отверстие под поршневой палец, с помощью которого поршень соединяется с шатуном. На боковой поверхности поршня проточены четыре канавки в верхней части и одна — в нижней. В трех верхних канавках расположены уплотнительные кольца, герметизирующие внутреннюю полость цилиндра. В четвертой канавке (с отверстиями) устанавливаются два маслоуплотнительных кольца,

а в нижней — одно маслоуплотнительное кольцо. Эти кольца предотвращают попадание масла из картера в цилиндр. Образование же масляной пленки благодаря такому расположению маслоуплотнительных колец способствует уменьшению сил трения при возвратно-поступательном движении поршня в цилиндре.

Связующим звеном между коленчатым валом и поршнем является шатун (рис. 94). Шатун звездообразного двигателя состоит из одного главного и нескольких прицепных шатунов. Прицепные шатуны соединяются с главным шатуном шарнирно на пальцах. Пальцы размещаются в отверстиях двух щек, расположенных на нижней головке главного шатуна, под равными углами. Главный шатун выполняется неразъемным и представляет собой стержень двутаврового сечения, соединяющий верхнюю (поршневую) и нижнюю (кривошипную) головки с отверстиями. В отверстие нижней головки вставляется втулка кривошипа коленчатого вала.

Коленчатый вал двигателя (рис. 95) служит для передачи работы поршня на воздушный винт через редуктор и обеспечивает перемещение поршней во время нерабочих ходов. Кроме того, коленчатый вал приводит в действие агрегаты, обеспечивающие работу двигателя и самолетных систем (гидронасосы, генераторы и др.). Коленчатый вал двигателя с двумя рядами цилиндров состоит из передней, средней и задней частей и имеет два колена. Вал изготовляется полым. Внутренняя полость используется в качестве масломагистрали.

На валу имеются противовесы, предназначенные для уравновешивания сил инерции двигателя. Установка коленчатого вала в картере осуществляется на трех подшипниках.


Картер является силовым корпусом двигателя (рис. 96). К нему снаружи крепятся цилиндры и агрегаты, обеспечивающие работу двигателя. Картер состоит из нескольких частей, количество которых зависит от числа рядов цилиндров. Внутри картера устанавливаются подшипники (опоры) коленчатого вала.

На картере имеются кронштейны, с помощью которых двигатель крепится к подмоторной раме на самолете.

Механизм газораспределения предназначен для обеспечения своевременного открытия и закрытия впускных и выпускных клапанов в соответствии с определенным порядком работы цилиндров двигателя. Схема механизма газораспределения приведена на рис. 97.

Механизм газораспределения состоит из кулачковой шайбы с опорой, толкателей, перемещающихся в направляющих, тяг, рычагов и клапанов. Кулачковая шайба приводится в движение от коленчатого вала при помощи зубчатой передачи, размещенной на картере. Заданный режим работы клапанов обеспечивается выбором профиля и расположением кулачка на кулачковой шайбе.



Для поддержания мощности двигателя на необходимом уровне с подъемом летательного аппарата на высоту на двигателях устанавливаются нагнетатели, позволяющие подавать воздух в цилиндры под давлением выше атмосферного. Нагнетатель состоит из крыльчатки, диффузора и механизма привода (рис. 98). Воздух, поступающий в двигатель, подводится к крыльчатке, которая приводится во вращение коленчатым валом через шестеренчатую передачу. Далее воздух поступает в диффузор, коллектор и в цилиндры.

При вращении крыльчатки под действием центробежных сил скорость и давление воздуха увеличиваются. На выходе из крыльчатки воздух обладает большой кинетической энергией. Для превращения кинетической энергии воздуха в потенциальную энергию давления устанавливается диффузор, где происходит снижение скорости воздуха и, следовательно, увеличение его давления. Окончательное давление наддува устанавливается в коллекторе, где происходит дальнейшее уменьшение скорости воздуха. Для получения большей мощности стремятся увеличить число оборотов коленчатого вала. Если эти обороты передать на воздушный винт, то коэффициент полезного действия (к. п. д.) последнего будет незначительным, так как высокий к. п. д. достигается при скорости концов лопастей, меньшей скорости звука. Для снижения числа оборо-

тов воздушного винта по сравнению с числом оборотов коленчатого вала предназначен редуктор. Редуктор состоит из неподвижной шестерни, сателлитов и ведущей шестерни (рис. 99).

При работе двигателя ведущая шестерня поворачивает сателлиты, заставляя их обкатываться вокруг неподвижной шестерни и вести за собой оси и, следовательно, вал воздушного винта. Из-за сложного движения сателлитов, напоминающего движение планет солнечной системы, редуктор такого типа получил название «планетарного». Такие редукторы отличаются компактностью и их габариты хорошо вписываются в размеры носка картера.

Используемая литература: «Основы авиации» авторы: Г.А. Никитин, Е.А. Баканов

Скачать реферат: У вас нет доступа к скачиванию файлов с нашего сервера. КАК ТУТ СКАЧИВАТЬ

Понятие о технологии сборки авиационных двигателей

Технологический процесс сборки является заключительным и наиболее ответственным этапом производства двигателей летательных аппаратов.

Читать еще:  Cdi двигатель громко работает

Технологический процесс сборки – процесс соединения взаимно ориентированных составных частей изделия, осуществляемый в определенной последовательности различными способами (свинчиванием, сваркой, запрессовкой, склеиванием и т. д.).

Технологический процесс сборки – совокупность операций по соединению деталей в определенной последовательности с целью получения изделия отвечающим заданным технологическим требованиям.

Операция – это часть технологического процесса сборки, выполняемая над определенным объектом (узлом, изделием) на определенном рабочем месте одним или несколькими рабочими и характеризуется законченностью какого либо этапа работы. Операции делится на переходы.

Переходом называется часть операции, выполняемая над одним соединением без смены инструмента или оборудования.

При разработке технологического процесса сборки изделия необходимо расчленить на составные части таким образом, чтобы осуществлять сборку элементов независимо друг от друга. Под элементами понимают узлы, подузлы, детали.

Узлы, подузлы называются сборочными единицами (новый ГОСТ)

Узлом называется соединение двух или нескольких деталей вместе, которые идет на сборку двигателя непосредственно.

Подузлом называется соединение двух или нескольких деталей вместе, однако подузел входит составной частью более крупного узла.

Деталь – часть изделия выполняемая из одной заготовки.

Наиболее крупные узлы отличающиеся самостоятельностью функций называются группами.

Конструктивные – узлы характеризующиеся самостоятельностью функций, выполняемых в изделии.

Сборочные (технологические) – узлы характеризующие независимостью и самостоятельностью сборки.

Конструктивно-сборочные – одновременно конструктивные и сборочные

Компрессор с передней опорой является конструктивным узлом, т.е. имеет самостоятельную функцию. Чтобы этот узел стал сборочным, ему необходимо добавить узел передней опоры, который расположен в корпусе камеры сгорания. Для облегчения сборки желательно, чтобы конструктивный узел являлся и сборочным узлом.

Для того чтобы обеспечить составления технологического процесса сборки используют схему конструктивно сборочных элементов в которых детали, узлы и подузлы изображаются в порядке их введения в технологический процесс сборки. Она начинается с базовой детали.

Базовая деталь – на ее основе ведется сборка узла , подузла.

Базовый узел – на его основе собирается изделие.

Наличие схемы упрощает проектирование процесса сборки.

lsvsx

Всё совершенно иначе!

Истина где-то посередине. Так давайте подгребать к ней не теряя достоинства.

По утверждениям уфологов, профессор В. Шуманн (1888–1974) (в русскоязычной литературе его часто называют В. Шуман), работая с членами обществ «Туле» и «Вриль» над аппаратом JFM, создал антигравитационные двигатели SM Levitator и Tachyonator, которыми якобы оснащались в конце войны дисковые аппараты Vrill и Haunebu. Однако истинное направление деятельности В. Шуманна стало понятно только после рассекречивания в 70 х гг. некоторых архивных документов английской разведки.

Летом 1946 г. в сообщении № 1043 разведки BIOS отмечалось, что в период между Первой и Второй мировыми войнами в Берлинском университете под руководством Винфрида Отто Шуманна проводились исследования электромагнитного аппарата (Magnetstromapparat), изобретенного Гансом Колером. Сам изобретатель называл устройство «конвертером свободной энергии». Именно В. Шуманн дал в 1926 г. свое заключение о том, что устройство Г. Колера «никакая не ошибка, не обман или мошенничество со стороны его изобретателя». Изобретение Г. Колера еще в 20 х гг. привлекло внимание командования немецкого флота, которое рассчитывало использовать его в качестве источника безграничной энергии для двигателей подводных лодок.

Примерно в то же самое время австриец Карл Шаппеллер изобрел устройство, работающее на «свободной энергии». Это устройство основывалось на «конвертере свободной энергии» Г. Колера, соединенном с генератором Ван де Графа и вихревой динамо машиной Маркони. Шаппеллер не делал никакой тайны из своего изобретения и активно искал частных инвесторов, чтобы запустить в производство свое изобретение, даже имел беседу с представителем британского адмиралтейства относительно использования своего устройства в качестве судовых двигателей на английском флоте. В 1930 г. ему удалось внедрить свое изобретение в Имперской трудовой ассоциации (Reichsarbeitsgemeinschaft) Германии. Предполагалось использовать большое количество устройств Шаппеллера в системе радиовещания по всей Германии, сделав ее независимой от электрической сети. Рейхсфюрер СС Г. Гиммлер встречался с К. Шаппеллером в Вене в 1933 г. и беседовал с ним по поводу его изобретения.

В довоенные годы английский инженер электромеханик С. Дэвсон посетил Шаппеллера в Австрии и потратил три года на изучение его устройства и основ теории, на которой базировался принцип его действия. В 1955 г., уже после смерти Шаппеллера, Дэвсон написал книгу о физических основах первичной материи. Там он высказывает предположение ?? том, что выявленный источник энергии является энергией эфира, иногда называемой Raumenergie (космическая энергия). Физика энергии эфира описана Дэвсоном как первичная физика в противоположность обычной физике.

Еще во время Первой мировой войны Луи Рота, итальянец по происхождению, разработал летательный аппарат, так называемый Aero Radio Ballistique, державшийся в воздухе за счет создаваемых им электромагнитных полей. В газете Le Matin от 15 ноября 1915 г. была опубликована статья о его изобретении: «Профессор Луи Рота изобрел аппарат, который одержал победу над законом тяготения и в состоянии висеть неподвижно в воздухе на высоте 500, 600 или 1000 м, имея значительный вес. Можно перемещать этот аппарат с потрясающей скоростью в любом направлении без механического двигателя, просто с использованием электромагнитных волн. Принцип этого изобретения основан на специальном разделении электростатических и магнитных сил, позволяющих силам отталкивания и притяжения поддерживать аппарат на высоте 400–1000 м в течение многих часов. Были уже выполнены эксперименты, появились первые результаты. Другой эксперимент был проведен в Марселе с аппаратом длиной 4 м и диаметром 75 см, имевшим вес 95 кг. Он может поднимать 45 кг нагрузки и оставаться в воздухе 24 часа. Он может пролететь от Марселя до Парижа (653 км по прямой линии) за 3 часа и от Парижа до Турина (585 км) за два часа с четвертью». В октябре 1920 г. Луи Рота совместно с Жоржем Мильенном получил французский патент № 508472, называвшийся «Процесс и аппарат для поддержания тела, висящего в воздухе, основанные на электрических и магнитных силах». Аппарат держался в воздухе за счет взаимодействия электромагнитного поля, создававшегося специальным устройством, с электромагнитным полем Земли, горизонтальный полет осуществлялся за счет обычного винтового двигателя.

Читать еще:  Ej15 двигатель расход топлива

Вот с такими изобретениями и работала группа В. Шуманна, пытаясь сначала создать двигатель для JFM, затем для подводных лодок, а в конце войны для дисковых летательных аппаратов, одновременно решая проблему бесконтактного подвода электрической энергии к двигателю от внешнего источника, используя изобретения Николы Теслы.

Никола Тесла, серб по национальности, которого современники называли «магом электричества», в начале XX в. много занимался беспроводной передачей сигналов, для чего им был создан специальный резонансный трансформатор и впервые в мире применено антенное устройство. Электромагнитные волны он с успехом применил не только для передачи телеграмм, но и для передачи сигналов управления различными механизмами. Более того, он поставил перед собой задачу передавать без проводов большие количества энергии, достаточные для питания мощных электрических устройств. Его идея состояла в том, что относительно небольшое количество электростанций, расположенных около водопадов, с помощью своих передатчиков очень высокой мощности по очереди будут посылать энергию через землю, а переданная энергия затем могла бы быть получена в любом месте. Для получения энергии требовалось бы только, чтобы человек поместил стержень в землю (сделал заземление) и соединил его с приемником, работающим в резонансе с электрическими колебаниями в земле. Как писал Тесла в 1911 г., «весь аппарат для освещения среднего сельского жилища не будет содержать никаких движущихся частей и его можно носить в маленьком чемодане».

Конкретные результаты работ группы Шуманна неизвестны, потому что в конце войны уцелевшие документы, по всей видимости, достались разведкам BIOS и CIOS и были ими засекречены. Об этом, например, свидетельствует рассекреченное англичанами в 1978 г. устройство Г. Колера, которое изучалось в Англии. Сам же В. Шуманн был после войны вывезен в США в рамках операции «Скрепка».

Наиболее известным результатом его довоенных и военных работ является так называемый «резонанс Шуманна», математически обоснованный им в 1952 г. Этот резонанс представляет собой набор пиков в области сверхнизких частот электромагнитного поля Земли. Земля и окружающий ее воздушный слой (ионосфера) с точки зрения радиотехники представляют собой гигантский сферический резонатор, в котором хорошо распространяются (резонируют) волны определенной длины, возбуждаемые молниями в атмосфере Земли и магнитными процессами на Солнце. Для «резонанса Шуманна» это частоты – 7; 8; 14,1; 20,3 и 24,6 Гц, практически совпадающие с частотами альфа– и бета ритмов головного мозга человека. После войны были созданы генераторы волн Шуманна, которые используются для различных целей. Например, в США аэрокосмическое агентство NASA использует такие генераторы для обеспечения нормальной жизнедеятельности своего персонала.

По всей видимости, в Германии не только В. Шуманн занимался исследованиями в области электромагнитных двигателей. Так, например, в одном из отчетов разведки CIOS сообщается об экспериментах доктора Эрба с электромагнитным двигателем для самолета.

Таким образом, анализ технических достижений немцев при разработке «чудо оружия» показывает, что хотя по некоторым направлениям они и превосходили мировой уровень, но ничего внеземного в их разработках не оказалось. Более того, максимальные скорости (от 2000 до 7000 км/ч), приписываемые дисковым аппаратам времен Второй мировой войны некоторыми историками авиации (в основном немецкими), на самом деле в несколько раз завышены. Уровень развития немецкого двигателестроения того времени был таков, что целью одного из пионеров в области разработки сверхзвуковых самолетов профессора А. Липпиша являлось достижение максимальной скорости 2000 км/ч. Более высокие скорости (до 3500 км/ч) достигались только разработанными под руководством В. фон Брауна ракетами Фау 2. Но надо иметь в виду, что такая высокая скорость полета достигалась в течение только очень короткого отрезка времени – время полета ракеты составляло всего около пяти минут, а время работы мощного ЖРД, которым оснащалась ракета, не превышало 60–70 с

Попытки же немецких ученых и конструкторов создать аппараты, способные длительное время летать со скоростью, во много раз больше скорости звука, закончились к концу войны лишь разработкой О. Зенгером концепции гиперзвукового бомбардировщика. До конца войны эту концепцию так и не успели воплотить в жизнь. Она требовала огромного объема работ по созданию соответствующих стартовых устройств, созданию мощных ЖРД, изучению проблем, связанных с нагревом элементов конструкции самолета и его агрегатов при полете с гиперзвуковыми скоростями, разработке собственно проекта бомбардировщика, разработке средств навигации, разработке гиперзвуковых бомб и т. д.

Читать еще:  Grundfos как снять двигатель

Принцип работы двигателя самолета

Впервые самолет с турбореактивным двигателем (ТРД) поднялся в воздух в 1939 году. С тех пор устройство двигателей самолетов совершенствовалось, появились различные виды, но принцип работы у всех них примерно одинаковый. Чтобы понять, почему воздушное судно, имеющий столь большую массу, так легко поднимается в воздух, следует узнать, как работает двигатель самолета. ТРД приводит в движение воздушное судно за счет реактивной тяги. В свою очередь, реактивная тяга является силой отдачи струи газа, которая вылетает из сопла. То есть получается, что турбореактивная установка толкает самолет и всех находящихся в салоне людей с помощью газовой струи. Реактивная струя, вылетая из сопла, отталкивается от воздуха и таким образом, приводит в движение воздушное судно.

Конструкция

Устройство двигателя самолета достаточно сложное. Рабочая температура в таких установках достигает 1000 и более градусов. Соответственно, все детали, из которых двигатель состоит, изготавливаются из устойчивых к воздействию высоких температур и возгоранию материалов. Из-за сложности устройства существует целая область науки о ТРД.

ТРД состоит из нескольких основных элементов:

  • вентилятор;
  • компрессор;
  • камера сгорания;
  • турбина;
  • сопло.

Перед турбиной установлен вентилятор. С его помощью воздух затягивается в установку извне. В таких установках используются вентиляторы с большим количеством лопастей определенной формы. Размер и форма лопастей обеспечивают максимально эффективную и быструю подачу воздуха в турбину. Изготавливаются они из титана. Помимо основной функции (затягивания воздуха), вентилятор решает еще одну важную задачу: с его помощью осуществляется прокачка воздуха между элементами ТРД и его оболочкой. За счет такой прокачки обеспечивается охлаждение системы и предотвращается разрушение камеры сгорания.

Возле вентилятора расположен компрессор высокой мощности. С его помощью воздух поступает в камеру сгорания под высоким давлением. В камере происходит смешивание воздуха с топливом. Образующаяся смесь поджигается. После возгорания происходит нагрев смеси и всех расположенных рядом элементов установки. Камера сгорания чаще всего изготавливается из керамики. Это объясняется тем, что температура внутри камеры достигает 2000 градусов и более. А керамика характеризуется устойчивостью к воздействию высоких температур. После возгорания смесь поступает в турбину.

Турбина представляет собой устройство, состоящее из большого количества лопаток. На лопатки оказывает давление поток смеси, приводя тем самым турбину в движение. Турбина вследствие такого вращения заставляет вращаться вал, на котором установлен вентилятор. Получается замкнутая система, которая для функционирования двигателя требует только подачи воздуха и наличия топлива.

Далее смесь поступает в сопло. Это завершающий этап 1 цикла работы двигателя. Здесь формируется реактивная струя. Таков принцип работы двигателя самолета. Вентилятор нагнетает холодный воздух в сопло, предотвращая его разрушение от чрезмерно горячей смеси. Поток холодного воздуха не дает манжете сопла расплавиться.

В двигателях воздушных судов могут быть установлены различные сопла. Наиболее совершенными считаются подвижные. Подвижное сопло способно расширяться и сжиматься, а также регулировать угол, задавая правильное направление реактивной струе. Самолеты с такими двигателями характеризуются отличной маневренностью.

Виды двигателей

Двигатели для самолетов бывают различных типов:

  • классические;
  • турбовинтовые;
  • турбовентиляторные;
  • прямоточные.

Классические установки работают по принципу, описанному выше. Такие двигатели устанавливают на воздушных судах различной модификации. Турбовинтовые функционируют несколько иначе. В них газовая турбина не имеет механической связи с трансмиссией. Эти установки приводят самолет в движение с помощью реактивной тяги лишь частично. Основную часть энергии горячей смеси данный вид установки использует для привода воздушного винта через редуктор. В такой установке вместо одной присутствует 2 турбины. Одна из них приводит компрессор, а вторая – винт. В отличие от классических турбореактивных, винтовые установки более экономичны. Но они не позволяют самолетам развивать высокие скорости. Их устанавливают на малоскоростных воздушных судах. ТРД позволяют развивать гораздо большую скорость во время полета.

Турбовентиляторные двигатели представляют собой комбинированные установки, сочетающие элементы турбореактивных и турбовинтовых двигателей. Они отличаются от классических большим размером лопастей вентилятора. И вентилятор, и винт функционируют на дозвуковых скоростях. Скорость перемещения воздуха понижается за счет наличия специального обтекателя, в который помещен вентилятор. Такие двигатели более экономично расходуют топливо, чем классические. Кроме того, они характеризуются более высоким КПД. Чаще всего их устанавливают на лайнерах и самолетах большой вместительности.

Прямоточные воздушно-реактивные установки не предполагают использование подвижных элементов. Воздух втягивается естественным путем благодаря обтекателю, установленному на входном отверстии. После поступления воздуха двигатель работает аналогично классическому.

Некоторые самолеты летают на турбовинтовых двигателях, устройство которых гораздо проще, чем устройство ТРД. Поэтому у многих возникает вопрос: зачем использовать более сложные установки, если можно ограничиться винтовой? Ответ прост: ТРД превосходят винтовые двигатели по мощности. Они мощнее в десятки раз. Соответственно, ТРД выдает гораздо большую тягу. Благодаря этому обеспечивается возможность поднимать в воздух большие самолеты и осуществлять перелеты на высокой скорости.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector